Fotosíntesis
y los seres vivos
SITUACIÓN
PROBLEMA: ¿Cómo se benefician los seres vivos con el proceso de
fotosíntesis?
HIPÓTESIS: El proceso de fotosíntesis que se lleva a cabo en
las plantas produce como resultado carbohidratos (glucosa y otros) y oxigeno (O2), a partir de dióxido de carbono
(CO2) y agua (H2O); transformando la energía lumínica (luz solar) en energía
química; y este O2 es el mismo que utilizamos los seres vivos para respirar.
OBJETIVOS:
ü Demostrar
el beneficio que obtienen los seres vivos del proceso fotosintético.
ü Observar
los cambios presentados en cada uno de los peces en las diferentes condiciones.
ü Llevar
la bitácora de observaciones.
MARCO TEÓRICO:
La Fotosíntesis captura la energía de la luz solar para
convertir las moléculas inorgánicas de dióxido de carbono y agua en moléculas
orgánicas de alta energía como la glucosa y el oxígeno.
6CO2
+ 6H2O + Energía Luminosa ------------------
C6 H12 O6 + 6O2
Se
lleva a cabo en dos fases:
Fase
primaria o lumínica
La fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la
que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la
clorofila.
La clorofila es un compuesto orgánico, formado por
moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y
magnesio.
Estos elementos se
organizan en una estructura especial: el átomo de magnesio se sitúa en el
centro rodeado de todos los demás átomos.
La clorofila capta la
luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H2O),
separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que
mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por
efecto de la luz.
El proceso genera
oxígeno gaseoso que se libera al ambiente, y la energía no utilizada es
almacenada en moléculas especiales llamadas ATP. En consecuencia, cada vez que la luz esté presente, se
desencadenará en la planta el proceso descrito.
Fase secundaria u
oscura
La fase oscura de la
fotosíntesis es una etapa en la que no se necesita la luz, aunque también se
realiza en su presencia. Ocurre en los cloroplastos y depende directamente de
los productos obtenidos en la fase lumínica.
En esta fase, el
hidrógeno formado en la fase anterior se suma al dióxido de carbono gaseoso (CO2)
presente en el aire, dando como resultado la producción de compuestos
orgánicos, principalmente carbohidratos; es decir, compuestos cuyas
moléculas contienen carbono, hidrógeno y oxígeno.
Dicho proceso se desencadena
gracias a una energía almacenada en moléculas de ATP que da como resultado el
carbohidrato llamado glucosa (C6HI2O6),
un tipo de compuesto similar al azúcar, y moléculas de agua como desecho.
Después de la
formación de glucosa, ocurre una secuencia de otras reacciones químicas que dan
lugar a la formación de almidón y varios carbohidratos más.
A partir de estos
productos, la planta elabora lípidos y proteínas necesarios
para la formación del tejido vegetal, lo que produce el crecimiento.
Cada uno de estos
procesos no requiere de la participación de luz ni de la clorofila, y por ende
se realiza durante el día y la noche. Por ejemplo, el almidón producido se
mezcla con el agua presente en las hojas y es absorbido por unos tubitos
minúsculos que existen en el tallo de la planta y, a través de éstos, es
transportado hasta la raíz donde se almacena. Este almidón es utilizado para
fabricar celulosa, el principal constituyente de la madera.
El resultado final, y
el más trascendental, es que la planta guarda en su interior la energía que
proviene del Sol. Esta condición es la razón de la existencia del mundo
vegetal porque constituye la base energética de los demás seres vivientes.
Por una parte, las
plantas son para los animales fuente de alimentación, y, por otra, mantienen
constante la cantidad necesaria de oxígeno en la atmósfera permitiendo que los
seres vivos puedan obtener así la energía necesaria para sus actividades.
Si los químicos
lograran reproducir la fotosíntesis por medios artificiales, se abriría la
posibilidad de capturar energía solar a gran escala. En la actualidad se
trabaja mucho en este tipo de investigación. Todavía no se ha logrado
sintetizar una molécula artificial que se mantenga polarizada durante un tiempo
suficiente para reaccionar de forma útil con otras moléculas, pero las
perspectivas son prometedoras.
Imagen que muestra la distribución de la
fotosíntesis en el globo terráqueo; mostrando tanto la llevada a cabo por el
fitoplancton oceánico como por la vegetación terrestre.
Infografía:
PROCEDIMIENTO:
El
experimento se lleva a cabo con 4 peces de la especie Shubunkin Goldfish, originario de Japón con coloración calica (fondo
azulado con parches en colores violeta, rojo, naranja, amarillo y café con
manchas negras), los cuales son muy activos y resistentes a las variaciones de
temperatura y condiciones del agua y no
requieren de ningún cuidado en particular lo que nos permitirá hacer su observación durante
el tiempo que dure la práctica.
Ø
La pecera cuadrada contiene el pez No. 1 (color naranja con
negro) y el pez No. 2 (color rojo, blanco y negro), ubicada cerca de una
ventana donde le da la luz solar en horas de la tarde, adicionada de gravilla y
algas elodea que permiten que se lleve a cabo el proceso de fotosíntesis.
Ø
La pecera redonda contiene el pez No. 3 (color naranja con toques negros), y el pez No. 4 (color rojo con naranja), ubicada cerca de una ventana, la cual deja
pasar la luz solar en horas de la tarde, adicionada solo de gravilla (no
contiene algas).
Ø
Diariamente a las 5pm se les suministra una lenteja de comida a cada
pecera.
Ø
Cada dos días se le cambia la mitad de agua, por agua filtrada y
reposada al sol, para que el agua se enriquezca de oxígeno.
Ø
Observaremos y anotaremos en la bitácora (fig. 2), diariamente los
cambios que se vayan presentando en cada uno de los ambientes, en cuanto al
aspecto, la actividad, la forma de
recibir la alimentación y si se observan
o no cambios de color con respecto al inicial.
Ø
Se llevara una bitácora por cada pez No 1, 2, 3 y 4.
Ø
La toma del peso se hará al inicio del experimento y dos veces al mes
(cada dos semanas), hasta finalizar el experimento; para lo cual colocamos en
la gramera una taza con agua y la pesamos, anotamos el valor y luego
introducimos el pez y volvemos a pesar, anotamos el valor y la resta de estos
dos datos nos da el valor del peso neto de cada pez, se repite el mismo
procedimiento con cada uno.
Peces de la pecera
cuadrada:
El
pez No. 1 (de color naranja con
negro) obtuvo un peso de 259 (taza con agua) y 262 g (taza con agua y pez)
resultando un peso neto de 3g.
El
pez No. 2 (color rojo, blanco y
negro) pesó 231 g (taza con agua) y 237
g (taza con agua y pez) obteniendo un peso neto de 6g.
Peces de la pecera
redonda:
El
pez No. 3 (color naranja con toques negros) pesó 267 g
(taza con agua) y 271 g (taza con agua y
pez) arrojando un peso neto de 4g.
El
pez No. 4 (color rojo con naranja), pesó 386 g (taza con
agua) y 391 g (taza con agua y pez) obteniendo un peso neto de 5g
BITÁCORA
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MES
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Aspecto
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Actividad
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Alimentación
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Color
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Peso
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Día/Pez
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1
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2
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3
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4
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1
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2
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3
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4
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1
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2
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3
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4
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1
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2
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3
|
4
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1
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2
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3
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4
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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11
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12
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13
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14
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15
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16
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17
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18
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19
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20
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21
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22
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23
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24
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25
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26
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27
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28
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29
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30
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31
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Aspecto:
N Normal: Piel
lisa y brillante.
M Mal: Piel opaca
y/o lacerada.
Actividad:
N Normal:
Movimientos alegres, enérgicos y continuos.
R Regular:
Movimientos lentos, suaves y/o discontinuos.
M Mal: Falta de
movimiento.
Alimentación:
N Normal: Se
alimenta activamente.
R Regular: Se
alimenta poco.
M Mal: No se alimenta.
Color:
S Si: Cambio de
color inicial.
N No: No cambio de color inicial.
Peso:
Se coloca el peso en gramos.
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